Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  climleltrp Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem climleltrp 46825
Description: The limit of complex number sequence 𝐹 is eventually approximated. (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
climleltrp.k Ⅎ𝑘𝜑
climleltrp.f Ⅎ𝑘𝐹
climleltrp.z 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
climleltrp.n (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑍)
climleltrp.r ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
climleltrp.a (𝜑 → 𝐹 ⇝ 𝐴)
climleltrp.c (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
climleltrp.l (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐶)
climleltrp.x (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ+)
Assertion
Ref Expression
climleltrp (𝜑 → ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑗,𝑘   𝑗,𝐹   𝑗,𝑁,𝑘   𝑗,𝑋,𝑘   𝑗,𝑍   𝜑,𝑗
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐶(𝑗, 𝑘)   𝐹(𝑘)   𝑀(𝑗, 𝑘)   𝑍(𝑘)

Proof of Theorem climleltrp
StepHypRef Expression
1 climleltrp.n . . . . 5 (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑍)
2 climleltrp.z . . . . 5 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
31, 2eleqtrdi 2873 . . . 4 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
4 uzss 12998 . . . 4 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
53, 4syl 18 . . 3 (𝜑 → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
65, 2sseqtrrdi 3953 . 2 (𝜑 → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ 𝑍)
7 climleltrp.k . . . 4 Ⅎ𝑘𝜑
8 climleltrp.f . . . 4 Ⅎ𝑘𝐹
9 uzssz 12996 . . . . 5 (ℤ≥‘𝑀) ⊆ ℤ
109, 3sselid 3910 . . . 4 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
11 eqid 2763 . . . 4 (ℤ≥‘𝑁) = (ℤ≥‘𝑁)
12 climleltrp.a . . . 4 (𝜑 → 𝐹 ⇝ 𝐴)
13 eqidd 2764 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑘))
14 climleltrp.x . . . 4 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ+)
157, 8, 10, 11, 12, 13, 14clim2d 46822 . . 3 (𝜑 → ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋))
16 nfv 1948 . . . . . 6 Ⅎ𝑘 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)
177, 16nfan 1933 . . . . 5 Ⅎ𝑘(𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
18 simplll 787 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → 𝜑)
19 uzss 12998 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁) → (ℤ≥‘𝑗) ⊆ (ℤ≥‘𝑁))
2019ad2antlr 740 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (ℤ≥‘𝑗) ⊆ (ℤ≥‘𝑁))
21 simpr 490 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗))
2220, 21sseldd 3913 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
2322adantr 486 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
24 simpr 490 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋)
25 climleltrp.r . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
2613, 25eqeltrd 2863 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
2726adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
28 climcl 15678 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐹 ⇝ 𝐴 → 𝐴 ∈ ℂ)
2912, 28syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
3029adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
3126recnd 11347 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
3230, 31pncan3d 11682 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝐴 + ((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) = (𝐹‘𝑘))
3332eqcomd 2769 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (𝐹‘𝑘) = (𝐴 + ((𝐹‘𝑘) − 𝐴)))
3433adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (𝐹‘𝑘) = (𝐴 + ((𝐹‘𝑘) − 𝐴)))
3534, 27eqeltrrd 2864 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (𝐴 + ((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) ∈ ℝ)
36 climleltrp.c . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
3736ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → 𝐶 ∈ ℝ)
387, 8, 11, 10, 12, 25climreclf 46813 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
3938ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → 𝐴 ∈ ℝ)
4027, 39resubcld 11754 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → ((𝐹‘𝑘) − 𝐴) ∈ ℝ)
4137, 40readdcld 11348 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (𝐶 + ((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) ∈ ℝ)
4214rpred 13174 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
4342ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → 𝑋 ∈ ℝ)
4437, 43readdcld 11348 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (𝐶 + 𝑋) ∈ ℝ)
45 climleltrp.l . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐶)
4645ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → 𝐴 ≤ 𝐶)
4739, 37, 40, 46leadd1dd 11940 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (𝐴 + ((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) ≤ (𝐶 + ((𝐹‘𝑘) − 𝐴)))
4831adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
4930adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → 𝐴 ∈ ℂ)
5048, 49subcld 11679 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → ((𝐹‘𝑘) − 𝐴) ∈ ℂ)
5150abscld 15618 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) ∈ ℝ)
5240leabsd 15594 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → ((𝐹‘𝑘) − 𝐴) ≤ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)))
53 simpr 490 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋)
5440, 51, 43, 52, 53lelttrd 11478 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → ((𝐹‘𝑘) − 𝐴) < 𝑋)
5540, 43, 37, 54ltadd2dd 11479 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (𝐶 + ((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < (𝐶 + 𝑋))
5635, 41, 44, 47, 55lelttrd 11478 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (𝐴 + ((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < (𝐶 + 𝑋))
5734, 56eqbrtrd 5129 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋))
5827, 57jca 521 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋)))
5918, 23, 24, 58syl21anc 851 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋)))
6059adantrl 729 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) ∧ ((𝐹‘𝑘) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋)) → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋)))
6160ex 418 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (((𝐹‘𝑘) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋))))
6217, 61ralimdaa 3266 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)) → (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋))))
6362reximdva 3178 . . 3 (𝜑 → (∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − 𝐴)) < 𝑋) → ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋))))
6415, 63mpd 16 . 2 (𝜑 → ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋)))
65 ssrexv 3982 . 2 ((ℤ≥‘𝑁) ⊆ 𝑍 → (∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑁)∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋))))
666, 64, 65sylc 66 1 (𝜑 → ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) < (𝐶 + 𝑋)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569  Ⅎwnf 1815   ∈ wcel 2146  Ⅎwnfc 2910  ∀wral 3079  ∃wrex 3089   ⊆ wss 3899   class class class wbr 5105  ‘cfv 6546  (class class class)co 7427  ℂcc 11208  ℝcr 11209   + caddc 11213   < clt 11353   ≤ cle 11354   − cmin 11551  ℤcz 12703  ℤ≥cuz 12975  ℝ+crp 13130  abscabs 15413   ⇝ cli 15663
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5262  ax-pow 5330  ax-pr 5394  ax-un 7758  ax-cnex 11266  ax-resscn 11267  ax-1cn 11268  ax-icn 11269  ax-addcl 11270  ax-addrcl 11271  ax-mulcl 11272  ax-mulrcl 11273  ax-mulcom 11274  ax-addass 11275  ax-mulass 11276  ax-distr 11277  ax-i2m1 11278  ax-1ne0 11279  ax-1rid 11280  ax-rnegex 11281  ax-rrecex 11282  ax-cnre 11283  ax-pre-lttri 11284  ax-pre-lttrn 11285  ax-pre-ltadd 11286  ax-pre-mulgt0 11287  ax-pre-sup 11288
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3455  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-ss 3900  df-pss 4016  df-dif 4049  df-in 4093  df-un 4153  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4838  df-uni 4870  df-iun 4955  df-br 5106  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5549  df-eprel 5554  df-po 5562  df-so 5563  df-fr 5607  df-we 5609  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6310  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6500  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-riota 7384  df-ov 7430  df-oprab 7431  df-mpo 7432  df-om 7885  df-2nd 8009  df-frecs 8310  df-wrecs 8341  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-er 8728  df-pm 8861  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-sup 9444  df-inf 9445  df-pnf 11355  df-mnf 11356  df-xr 11357  df-ltxr 11358  df-le 11359  df-sub 11553  df-neg 11554  df-div 11984  df-nn 12346  df-2 12415  df-3 12416  df-n0 12617  df-z 12704  df-uz 12976  df-rp 13131  df-fl 13942  df-seq 14155  df-exp 14215  df-cj 15278  df-re 15279  df-im 15280  df-sqrt 15414  df-abs 15415  df-clim 15667  df-rlim 15668
This theorem is used by:  smflimlem2  47921
  Copyright terms: Public domain W3C validator